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VTEC in Rohmilchkäse – was nun?

VTEC in Rohmilchkäse – was nun?. 5. Juni 2008 Jörg Hummerjohann, Dr. sc.nat. Ausgangslage. 2 Chargenrückrufe in D wegen VTEC in Schweizer Halbhartkäse (Schnittkäse) aus Rohmilch innerhalb 6 Monaten Keine Krankheitsfälle bekannt „Normale“ E. coli nicht nachweisbar

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VTEC in Rohmilchkäse – was nun?

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Presentation Transcript

  1. VTEC in Rohmilchkäse – was nun? 5. Juni 2008 Jörg Hummerjohann, Dr. sc.nat.

  2. Ausgangslage • 2 Chargenrückrufe in D wegen VTEC in Schweizer Halbhartkäse (Schnittkäse) aus Rohmilch innerhalb 6 Monaten • Keine Krankheitsfälle bekannt • „Normale“ E. coli nicht nachweisbar • Kein VTEC-Kriterium in EU VO 2078/2005 • 2 Einträge im EU-Schnellwarnsystem RASFF • 40 t Ware (inkl. Hartkäse) blockiert bei Grenzkontrollen nach Österreich

  3. Inhalt • VTEC: Einführung zu den Keimen, ihrer Pathogenität & ihrem Vorkommen in Lebensmitteln • Diverse VTEC-Nachweis-Methoden • Lebensmittelrechl. Beurteilungen und Differenzen im europäischen Vollzug • Konsequenzen für Rohmilchkäse-Produktion • Aktivitäten der Forschungsanstalt ALP

  4. Wichtige Referenzen • CRL VTEC: www.iss.it/vtec/index.php • EFSA Journal (2007) 579, 1-61 Monitoring of VTEC and identification of human pathogenic VTEC types: Scientific opinion of the panel on biological hazards • Kaper et al. (2004), Nature Rev. 2:123-140 • Karch et al. (2005), IJMM 295, 405-418 • Bülte & Goll (2006): Escherichia coli und Shigellen, Behr‘s Verlag, Hamburg

  5. Pathogene E. coli: Begriffsverwirrung EPEC EAEC EIEC UPEC STEC ETEC VTEC DAEC EHEC O136:H16 stx1- & stx2+ MNEC O26:H11 O157:H7 eae-Gen

  6. Verotoxin-bildende E. coli (VTEC = STEC) Verozellen-Kultur + Toxin VT1 = Shiga-like toxin (Stx1) & VT2 (Stx2) aus: Caprioli (2006)

  7. EHEC sind eine spezielle Untergruppe der VTEC/STEC Aus: Caprioli, CRL VTEC (2006)

  8. EHEC binden durch Intimin/Tir an Darmepithelzellen und setzen Stx frei Aus : www.bms.ed.ac.uk/

  9. Eigenschaften von E. coli O157:H7- Prototyp der EHEC- • hochpathogen; verursacht Ausbrüche seit 1982 • jährliche Inzidenz aller EHEC-Erkrankungen: ca. 1.4/100000 Einw. [Salmonella: 82/100000; RKI 2006] • infektöse Dosis <100 Keime • resistent gegenüber Säure und Einfrieren • Glucuronidase-negativ (negativ auf TBX-Agar!) • Spiking-Experimente: überlebt in streichfähiger Rohwurst und in Rohmilchkäse (Stiebing, 2000; Reitsma, 1996) • Achtung: Punkte gelten nicht automatisch für alle VTEC

  10. Aus: Caprioli (2006)

  11. Gene für Intimin, Rezeptor und Sekretionssystem sind auf der LEE-Pathogenitätsinsel lokalisiert Aus: Caprioli (2006)

  12. Aus: Caprioli (2006)

  13. Verlauf EHEC-Erkrankung • Inkubationszeit: 2-10 Tage • Mehrzahl: wässriger Durchfall • 10-20%: HC* • 5-10%: HUS* oder TTP* • Letalität HUS: 2% • Auch Symptomlosigkeit! • *HC = hämorrhagische Colitis • HUS = hämolytisch-urämisches Syndrom • TTP = thrombotisch-trombocytopenische Purpura Aus : Gyles (2007) und RKI (2008)

  14. Aus: Caprioli (2006)

  15. Verteilung v. VTEC O157 und non-O157 in EU Aus EFSA (2007)

  16. Symptome bei O157- und non-0157 Fällen & „Rangliste“ der Serotypen bei HUS

  17. Einteilung in Seropathotypen nach Karmali:Basis für Risikobeurteilung durch EFSA und für CEN-Norm „Detection of VTEC in food“ O157 u.a. : es gibt auch nicht-toxigene Isolate O26: H11 (stx1+ & eae+) => oft nur milder Durchfall O26: H11 (stx2+ & eae+) => oft HUS O91:H21 => Obwohl eae-negativ HC/HUS möglich => Nie Serotypisierung ohne stx- und eae-Bestimmung

  18. Einteilung in Seropathotypen: Suche nach dem einen (?) „magic predictive marker“ • alternative Einteilung nach stx2-Varianten • (Scheutz & Strockbine, 2005; Friedrich, 2002) • => Serotypen-unabhängig • Screening nach neuen Pathogenitätsfaktoren, • mittels Genomics z.B. Karmali (2003), • Coombes (2008) • Seropathotypen-Konzept (EFSA, 2007): • „wertvoll“ • „noch zu verfeinern“ • „Zurzeit nicht möglich, humanpathogene VTEC • vollständig zu definieren“

  19. VTEC: Reservoire & Transmissionsrouten • Auf Farmen und in Schlachthöfen • wimmelt es von diversen VTEC in Faeces, • in Umgebungsproben, auf Schlachtkörpern • Rinder scheiden VTEC symptomlos aus • Bis ca. 40% der Rinderkotproben positiv; • O157 in CH nicht dominant • (Bülte & Goll, 2006; Fremaux et al. 2006) Aus: Gyles (2007)

  20. Beispiele für VTEC-Ausbrüche • Oktober 2007 (www.ecoliblog.com): • 30 Personen erkrankt in 8 US-Bundesstaaten, 0 Tote • Rückruf von 9000 t gefrorenen, rohen Hamburgern • Fabrik geschlossen (81 Pers. entlassen)

  21. VTEC-Ausbrüche durch Rohmilchkäse • seltener als bei Fleischprodukten • klassische EHEC dominieren • Käsetyp & Umstände leider oft unklar • Tendenz: Frisch/Weichkäse

  22. Fallkontrollstudie sporadischer VTEC-Erkrankungen in D: Werber et al. 2007 • 202 Fälle (Median: 2.5 J.); 5 Fälle mit HUS (3x O157); 85% VTEC non-O157 • Risikofaktoren für Kinder < 3 J.: • Kontakt zu Wiederkäuern, wichtigster Faktor (OR=9.3) • Spielen im Sandkasten (OR = 2.6) • Konsum von Rohmilch (OR = 6.9; einziges „Lebensmittel“) • Risikofaktoren für Kinder zwischen 3 und 9 J. • Spielen im Sandkasten (OR = 9.0) • „Privates“ Baden in Seen, Planschbecken etc (OR = 3.8) • Risikofaktoren für Personen >10 J. • Konsum von Lammfleisch (OR = 14.1) • Konsum streichfähiger Rohwürste (OR = 3.2) • Schlussfolgerungen: • Direkte Übertragung durch Lebensmittel spielt für Kinder <3 J. (grösstes Risiko für VTEC-Infektion und HUS) eine geringe Rolle • Grosses Potenzial für Prävention (Händewaschen, kontr. Tierkontakt, Lm etc.)

  23. Epidem. Daten zu EHEC in CH, 1996 -2006: • Beobachtungen (Baumgartner & Schmid, 2008): • Auslandsreise (62.7% der Fälle mit bekanntem Aufenthaltsort) • Wohnen in ländlicher Umgebung • Fäkal-kontaminiertes Trinkwasser • 24 HUS-Fälle im Sommer 2003: Badegewässer etc. • HUS durch ungenügend erhitztes Fleisch & Genuss von Rohmilch • Empfehlungen zur Prävention: • Keine Rohmilch trinken (Rohmilch gilt in CH als nicht genussfertig) • Regeln zum Umgang mit rohem Fleisch beachten • gute individuelle Hygiene, bes. auf Auslandsreisen • Personen mit Durchfall dürfen keine Lebensmittel zubereiten

  24. 25g Lm & Anreicherung & Ausplattierung stx-PCR + Koloniehybridisierung - Isolat: biochem. Bestätigung Kein Isolat Bestimmung von VTEC in Lebensmitteln (D) • nach: § 64 LFGB, L 07.18-1:2002 für Hackfleisch & Umgebungsproben • auch: § 64 LFGB, L 00.00-92:2006 (DIN 10118:2004) für alle Lebensmittel, • mit Toxinnachweis & Immunoblot + „VTEC nachweisbar“ „VTEC nicht nachweisbar“ Vorteil: detektiert Virulenzfaktoren unabhängig vom Serotyp Nachteile: z.T. sehr niedrige Isolationsraten; Gene ≠ Toxine Achtung: Toxinnachweis mit induzierten Kolonien und nicht direkt im Käse wie bei SET

  25. VTEC-Nachweis in Milch und Milchprodukten * PCR-Nachweis ohne Keim-Isolierung • i.d.R. seltener als bei Fleischprodukten • Stephan, 2007: nur Seropathotypen C-E, keine eae+ - Stämme, • v.a. Produkte aus Hofverarbeitung & Alpkäsereien, aber auch aus Gewerbe

  26. Differenzen zwischen VTEC-Isolaten aus Lebensmitteln und Patienten • starke Heterogenität & versch. Serotypen in 1 Probe; häufig Zugehörigkeit • zu den Seropathotypen C-E • VTEC von HUS-Patienten (n=6) können auch mehr zytotoxisch als bovine Isolate • von ident. Serotyp sein (Pradel et al, 2000) • Nur 1.8% EHEC O26, O103, O157 in Lebensmittel, dagegen dominant in • STEC-infizierten Patienten und eae-Gen in ca. 90% der HUS-Isolate (v.a. Kinder) • und 5% der Lebensmittelisolate (Bülte & Goll, 2006; Beutin et al 2007) • Ca. 50% der Isolate mit stx2/stx2d (davon 83% in Rindfleischproben) und Serotypen • mit bekannten human-pathogenen Stämmen, zeigen Pathogenitätspotenzial auf, • auch in Rohmilch (Beutin et al. 2007) • Bestätigt Werber et al (2007): Lebensmittelübertragung spielt für Kinder <3J eine begrenzte Rolle und (Rind-)Fleischprodukte sind am kritischsten

  27. Differenzen zwischen VTEC-Isolaten aus Lebensmitteln und Patienten Serogruppenzugehörigkeit & Virulenzaustattung zeigen Unterschiede zu humanen EHEC-Stämmen, typische EHEC werden selten isoliert (Pradel et al. 2000; Bülte, 2001; Beutin et al 2007) Hypothese (Bülte & Goll, 2006): „Auch wenn bislang nicht sicher bekannt ist, welche Eigenschaften einen VTEC- Stamm humanpathogen werden lassen, […] ist nur eine Subpopulation der VTEC als potenziell humanpathogen anzusehen“

  28. VTEC-Methoden und Lebensmittelkontrolle (übrige EU) Umfrage während CEN/TC275/WG6 „Food microbiology“ Meeting in 7.-9.5.08, Helsinki

  29. Differenzen zwischen VTEC-Methoden und Resultat-Interpretation: (1) Frankreich Aus: Perelle et al, 2007 (afssa-Methode, nicht im Vollzug eingesetzt)

  30. Differenzen zwischen VTEC-Methoden und Resultat-Interpretation: (2) Deutschland 25g Lm & Anreicherung & Ausplattierung stx-PCR + Koloniehybridisierung - „Potentieller EHEC“ Isolat: biochem. Bestätigung Kein Isolat Weitere Charakterisierung: RKI Chargenrückzug Keine Beanstandung • nach: § 64 LFGB, L 07.18-1:2002 für Hackfleisch & Umgebungsproben • auch: § 64 LFGB, L 00.00-92:2006 (DIN 10118:2004) für alle Lebensmittel, • mit Toxinnachweis & Immunoblot

  31. Begründung & Ablaufschema Rückruf „alle VTEC = potentielle EHEC “ (BgVV 2001) Probe unsicher und geeignet, die Gesundheit zu schädigen Art. 14 Abs 1, 2a und 6 der VO (EG) Nr. 178/2002 Chargenrückzug => Möglichkeit zur Gegenanalyse falls ungenügend => Chargenrückruf Eintrag in europ. Schnellwarnsystem (RASFF)

  32. Beispiel Schnittkäse-Isolat, welches im April 08 zum Rückruf führte • Serotyp: O136:H16 => Macht dieser Keim krank? • Pathogenitätsfaktoren: • stx1:- • stx2:+ => stx2 kann mit HC/HUS assoziiert sein • eae: - => Kein klassischer EHEC • e-hly: - Bovines Isolat, noch nie aus Patienten mit Durchfall oder HUS isoliert (Blanco et al, 2004; Midgley et al, 1999) • Seropathotyp 5 (bislang ohne Hinweis auf Humanpathogenität)

  33. Entwurf: VTEC-Referenzmethode der EU • CEN/WG6 • Projektleitung: S. Morabito (IT, CRL VTEC) und J. Boel (DK) • Prinzip von Perelle et al (2007) übernommen, Änderungen: • Anreicherung mit Novobiocin • alles mit real-time PCR: (1) stx & eae; (2) Seropathotypen A & B • offen für „neue EHEC“ (Beachtung der Populationsdynamik)

  34. Entwurf: VTEC-Referenzmethode der EU • Mögliche Resultatangaben (ohne lebensmittlrechtl. Interpretation): Verbindliche lebensmittlrechtliche Interpretation würde dann in einem neuen mikrobiol. Kriterium der VO (EG) 2073 erscheinen.

  35. Wichtige Aussagen von EU-Gremien zu VTEC: (1) SCVPH (2003) • Verwirrende Terminologie zur Definition humanpathogener VTEC führt Interpretations-Schwierigkeiten bei Prüfberichten • Nur ein kleiner Teil aller VTEC-Isolate aus Tieren, Lebensmitteln und Umwelt ist humanpathogen • Analyse auf VTEC O157 führt wahrscheinlich nicht zu einer bedeutenden Verringerung des Risikos für den Verbraucher • Mikrobiolog. Leitlinien zu Verringerung der Fäkalkontamination entlang Lebensmittelkette könnten dazu beitragen • Lm-Kategorien: rohes Rindfleisch, Hackfleisch, Rindfleischerzeugnisse, Rohmilch und Rohmilcherzeugnisse, Frischerzeugnisse bzw. Rohkost (bes. Sprossen & nicht-past. Säfte) • Aus: Hatakka, 2006

  36. Wichtige Aussagen von EU-Gremien zu VTEC: (2) EFSA (2006) • Vollständige Definition humanpathogener VTEC z. Zt. nicht möglich • Konzept „Seropathotypen“ wichtig für zukünftiges Risk Assessment; • Konsensus der Definition suchen (CRL VTEC u.a.) • Hauptvirulenzfaktoren : stx1, stx2, stx2c, eae (kein Konsens zu Charakt.) • qualitative & quantitative VTEC-Standards sollten entwickelt werden • „Gute Hygiene Praxis“ (Schlachthöfe & Lm-Produktion) ist effektivste Methode zur Veringerung dess VTEC-Gesundheitsrisikos. • Indikatoren: Enterobacteriaceae & normale E. coli • ausserdem: Anwendung effizienter validierter HACCP-Prozeduren • Monitoring: starten mit O157, dann weitere wichtige Serogruppen

  37. Massnahmen zu VTEC in der CH • „Runder Tisch“ bei ALP: • Treffen von Gesundheitsbehörde, Kant. Vollzug, Käseexporteur, • Käseproduzent, Milchwirtschaftl. Berater, Labor-Fachleute • offenes Gesprächsklima • VTEC als Krankheitserreger ist sehr ernst zu nehmen • Epid. Impact in CH durch Rohmilchkäse z.Zt. nicht relevant • vorerst keine Änderung der Mikr. Kriterien & Lm-Kontrolle • bei Ausbruch nachweislich durch Rohmilchkäse: evtl. Revision • VTEC-Monitoring beibehalten • Betriebliche Massnahmen treffen

  38. Massnahmen zu VTEC in der CH • Sensibilisierung der Käseproduzenten eingeleitet • Betriebs-Analysen • Produktspez. Analysen (Hhk A ≠ Hhk B) • Massnahmen getroffen • Miteinbezug der Rohmilchproduzenten sehr wichtig • Vollzug bedauert, dass die Tolerenzwerte für E. coli in Käse • wegen neuer HyV (Anpassung an 2073/2005) nun fehlen: • 1000 KBE/g in Halbhartkäse • 10 KBE/g in (Extra)Hartkäse

  39. 7 Hartkäse 6 5 Hartkäse (log cfu / ml, g) 4 Staphylococcus aureus 3 2 1 0 E. coli Halbhartkäse Listeriamonocytogenes 8 7 6 5 Halbhartkäse (log cfu / ml, g) 4 S. aureus 3 2 Salmonellen 1 0 Milch Bruch Käse Käse Käse Käse Käse nach 1 d 7 d 30 d 60 d 90 d Brennen Halbhartkäse-Technologie führt zu keiner sicheren Abtötung von Pathogenen (bekannt) Bachmann, 1995

  40. Stufenkontrollen in 2 Halbhartkäse-herstellenden Betrieben auf E. coli Betrieb C: Daten fehlen Wichtigkeit Kessimilchqualität & des Prozesshygiene-Monitorings

  41. Was macht die Forschungsanstalt ALP bzgl. VTEC? Sensibilisierung der Branche: Information an Verband der gewerblichen Käsereien über VTEC und vorbeugende Massnahmen gegen VTEC in der Käsefabrikation (E.Jakob):

  42. Was macht die Forschungsanstalt ALP bzgl. VTEC? • „Runden Tisch“ von Behörden & Praxis weiter pflegen • Angebot VTEC-Analytik für Milchbranche: • z.Zt. VTEC-Schnellmethode Duopath (Merck) • Ziel: EU-Referenzmethode VTEC • Durchführung Intensivmonitoring (E coli, VTEC, etc) • Plan: Versuchskäse, Überleben von VTEC in Halbhartkäse • Labor Spiez (Armee; Biohazard-Problematik) • Vergleich VTEC-Isolate aus Käse & O157 • Beratung betroffener Betriebe & Weiterbildung Regionalberater • Modellrechnungen (risk assessment) • Symposium „Mikr. Qualität von Rohmilchkäse“ (www.safeconsortium.org)

  43. Zusammenfassung und Ausblick • Definition humanpathogener VTEC ist schwierig • Die Mehrzahl der Lebensmittel-Isolate gehören nicht zu den klassischen EHEC • (Seropathotypen A & B), sondern zu den Seropathotypen C – E • (nicht-humanpathogen über leichtem Durchfall bis HC/HUS) • Einfluss auf verwendete Methoden, Resultat-Interpretation und und lebensmittelrechtliche Beurteilung (bleibt schwierig) • mehr Forschung ist notwendig, um Pathogenitätsdifferenzen v.a. der Seropathotypen C-E zu erklären (Marker, Säureresistenz, etc) • Konzept der Seropathotypen von EFSA (2007) prinzipiell anerkannt und Basis für kommende EU-Referenzmethode für VTEC • Einheitlicher lebensmittelrechtlicher Vollzug auf Basis der kommenden CEN-Norm und eines noch zu definierenden mikrobiol. Kriteriums „VTEC“ wäre grundsätzlich möglich und ist erstrebenswert

  44. Zusammenfassung und Ausblick • Rohmilchkäse kann zu VTEC-Erkrankungen führen • Der epidemiologische Impact dieser Kategorie spielt im Ggs. zu anderen Lebensmitteln (Rohmilch; Fleischprodukte) und anderen Übertragungsvehikeln • eine begrenzte Rolle (bes. für die HUS-anfälligen Kleinkinder) • Milchlieferanten und Käseproduzenten müssen dennoch VTEC sehr ernst nehmen und sich kontinuierlich um eine hohe Qualität der Rohmilch und der Produktionsabläufe bemühen • Die Forschungsanstalt ALP leistet ihre Beiträge dazu

  45. Zum Schluss ein persönliches Statementund

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